1.絕緣材料的概念

絕緣材料又稱電介質，它是電阻率很大(大于1x107Ω?m)、導電能力很差物質的總稱。在直流電壓作用下，只有極其微弱的電流通過，一般情況下可忽略絕緣材料微弱的導電性，而把它看成理想的絕緣體。

2.絕緣材料的作用

絕緣材料是用來隔離帶電體或不同電位的導體，以保證電氣安全。

3.絕緣材料的種類

絕緣材料種類繁多，一般按照材料的物理形態分為氣體絕緣材料、液體絕緣材料和固體絕緣材料。

二、絕緣材料的電氣性能

1.絕緣材料的導電特性

絕緣材料并非絕對不導電，當對絕緣材料施加一定的直流電壓后，絕緣材料中會流過極其微弱的電流。在固體絕緣材料中，它由以下三部分組成。

(1)瞬時充電電流。這時的絕緣材料相當于一個電容器，在開始施加直流電瞬間，電容器相當于短路，電流初始值較大，隨時間增加而逐漸衰減為零。

(2)吸收電流。由電介質極化等原因產生，隨時間增加而衰減為零。

(3)泄漏電流。由材料內部帶電質點導電而產生，是一個流過電介質穩定不變的電流。

2.絕緣材料的電阻率

泄漏電流由沿電介質表面流過的電流和由電介質內部流過的電流兩部分組成，電阻率也相應分為表面電阻率和體積電阻率兩部分。

表面電阻率反映電介質表面的導電能力，其值較小，易受環境影響。

體積電阻率反映電介質內部的導電能力，其值較大，通常所說電阻率是指體積電阻率。

影響絕緣材料電阻率的因素主要有溫度、濕度、雜質和電場強度。

3.電介質的極化與相對介電系數

(1)電介質的極化。電介質在無外電場作用時，不呈現電的極性，而在外電場作用下，電介質沿場強方向在兩端出現了等量的不能自由移動的束縛電荷，我們把這種現象稱之為電介質的極化。

(2)相對介電系數。設電容器極板間以真空為介質時的電容為C0，極板間填充某種電介質時，其電容為C，則電容C與C0的比值叫電介質的相對介電系數εr，即εr=C/C0。

影響絕緣材料相對介電系數εr的主要因素有頻率、溫度和濕度。

4.電介質的介質損耗和介損因數

(1)介質損耗。在交流電壓作用下，電介質把部分電能轉變成熱能，這部分能量叫電介質的介質損耗，簡稱介損。它主要由兩部分組成：一部分是由泄漏電流引起的電阻損耗；另一部分是極化過程中，介質分子交變定向排列時相互碰撞而引起的極化損耗，介質損耗使介質發熱，如介損過大，將產生高溫，易削弱介質的絕緣性能，縮短使用壽命，甚至導致熱擊穿，所以要盡量降低絕緣材料的介損。

(2)介損因數。對電介質施加電壓，流過電介質的電流和電壓的相角差的余角δ稱為介損角，其正切tanδ稱為介損因數。

在電氣設備的絕緣預防性試驗中，對某些設備中介質的tanδ測試是主要的測試項目之一，介質tanδ越小，介損就越小，品質就越好。

(3)影響介損的主要因素。影響介損的主要因素有頻率、溫度、濕度、場強。

5.電介質的擊穿和擊穿強度

當施加于電介質的電場強度高于臨界值時，會使通過電介質的電流急劇增加，使電介質完全失去絕緣性能，這種現象稱為電介質的擊穿。電介質發生擊穿時的電壓稱為擊穿電壓，電介質發生擊穿時的電場強度稱為擊穿強度，單位為kV/mm。

影響電介質擊穿的因素很多，在工程上常用以下方法來提高固體介質的擊穿強度：

(1)通過精選材料、改善工藝、真空干燥、強化浸漬等方法，清除固體介質中的雜質、氣泡、水分，并使電介質盡量均勻密實。

(2)改進絕緣設計，采用合理的絕緣結構，改善電極形狀及表面粗糙度，盡量使電場分布均勻。

(3)用液體電介質浸漬固體絕緣材料，這樣既能改善電場分布，又可以改善散熱條件。

(4)改善運行條件，注意防潮、防污、加強散熱冷卻等。

三、絕緣材料的耐熱性能與老化問題

1.絕緣材料的耐熱性

絕緣材料的耐熱性是指絕緣材料及其制品承受高溫而不致損壞的能力。絕緣材料過熱時，介質電導增加，絕緣強度降低，介損加大。因此，絕緣材料的耐熱性對產品設計、制造及使用特性具有重要意義和影響。

2.絕緣材料的老化

電氣設備中的絕緣材料在運行過程中，由于各種因素的長期作用，會發生一系列不可逆的物理、化學變化，從而導致其電氣性能和機械性能的下降，通稱為老化。

影響絕緣材料老化的因素很多，主要有熱、電、光照、氧化、機械作用、輻射、微生物等。絕緣材料的老化過程十分復雜，主要的老化形式有環境老化、熱老化與電老化三種。

3.絕緣材料的防老化措施

(1)在絕緣材料制作過程中加入防老化劑，一般常用的為酚類和胺類，其中酚類使用的更為普遍。

(2)戶外使用的絕緣材料，可添加紫外線吸收劑，以吸收紫外線，或用隔層隔離，以避免強陽光直接照射。

(3)在濕熱帶使用的絕緣材料，可加入防霉劑。

(4)加強高壓電氣設備的防電暈、防局部放電措施。

導致老化的各個因素是互相聯系、彼此影響的，在實際工作中要具體問題具體分析，分清主次，采取相應措施，以延緩絕緣材料的老化過程。

四、絕緣材料的機械性能

1.硬度

硬度是指材料抵抗其他更硬物體壓入其表面的能力。對于涂層和漆膜，讓標準重錘從規定的高度落到材料的涂層或漆膜上，由重錘回彈的高度表示硬度的大??；對于柔韌和可塑材料(如瀝青)，以針入度的多少作為硬度指標。針入度是對標準針施加一定的壓力，使它在規定時間內刺入材料，刺入深度稱為針入度。

2.抗拉、抗壓、抗彎強度

抗拉、抗壓、抗彎強度分別表示在靜態下單位面積的固體絕緣材料，承受逐漸增大的拉力、壓力、彎矩直到破壞時的zui大負荷。

3.延伸率

延伸率表示材料受力后，開始斷裂時的zui大伸長與原長之比的百分數，它是衡量材料塑性好壞的一個重要指標。

4.抗劈強度

抗劈強度是指層壓制品材料的層間黏合的牢固程度?？古鼜姸雀叩牟牧?，不易開裂、起層，可加工性好。

5.抗沖擊強度

抗沖擊強度表示材料承受沖擊載荷的能力?？箵魪姸却蟮牟牧戏Q為韌性材料，抗沖擊強度小的材料稱為脆性材料。

五、絕緣材料的理化性能

1.熔點、軟化點

熔點是指材料由固體狀態變為液體狀態的溫度值。有些材料沒有顯著的熔化溫度，它們是由固體狀態逐漸轉變為液體狀態的，因此無法測出它們的熔點，把它們開始變軟的溫度稱為軟化點。在選用絕緣材料時，一般要求其具有較高的熔點或軟化點，以保證絕緣結構的強度和硬度。

2.固體含量

固體含量表示樹脂溶液、絕緣漆、涂料中的溶劑或稀釋劑揮發后遺留下來的物質質量。固體含量還代表漆基的實際質量。

3.灰分

灰分表示絕緣材料內部所含不燃物的數量。

4.黏度

黏度是液體絕緣材料和各種絕緣漆、膠類材料的重要性質之一，它表示液體流動的難易程度，在絕緣漆、膠類材料中，黏度還用來表示其適用性及工藝特性。黏度的計量方法有許多，常采用以下幾種：

(1)相對黏度。是指某種液體在相同溫度下與水黏度的比值。

(2)條件黏度。是指在規定的條件下，測定某液體在標準容器內，流經規定孔眼所需要的時間來表示黏度的大小，單位s。絕緣漆、膠類材料多用這種表示方法。

(3)絕對黏度。又叫動力黏度，由測量液體分子間的摩擦力來確定。

(4)運動黏度。是指液體的絕對黏度與其密度之比，單位m2/s。

5.吸濕性

絕緣材料在潮濕的空氣中或多或少都有吸濕現象，這是因為水分子尺寸和黏度都很小，對絕緣材料幾乎是無孔不入，水分子能滲入各種絕緣材料的縫隙、毛細孔和針孔，溶解于各種絕緣油、絕緣漆中，所以吸濕現象是非常普遍的。

材料的吸濕性是指材料在溫度20℃和相對濕度為97％～100％的空氣中的吸濕程度。實際工作中以材料放在底部有水、相對濕度接近100％，溫度20℃的嚴密封閉的容器中，24h后所增加質量的百分數，作為吸濕性的指標。

6.吸水性

吸水性表示材料在20℃的水中浸沒24h后，材料質量增加的百分數。

7.耐油性

耐油性表示絕緣材料耐受變壓器油和其他礦物油浸蝕的能力。

8.流動性

流動性是表示材料在壓模內加熱、加壓下，能夠流動并填充模內空隙的能力，在壓制外形復雜和壁高而薄的絕緣零部件時，應采用流動性好的材料。

9.溶解度

溶解度表示在一定的溫度和壓力下，物質在一定量的溶劑中所溶解的zui大量。固體或液體溶質的溶解度，常以在0.1kg溶劑中所溶解的溶質克數表示。氣體的溶解度，常以每毫升溶劑中所溶解的氣體毫升數表示。

10.化學穩定性

化學穩定性表示材料抵抗和它接觸的物質（如氧、臭氧及酸、堿、鹽溶液等）侵蝕的能力。也就是材料在這些介質中，其表面顏色、質量和原有特性不發生或只有輕微變化的性質。

11.酸值

酸值是指單位質量或體積的酸或堿性溶液中所含有的酸或堿的量（質量或體積分數）。